免费文献传递   相关文献

重金属铬、银对短葶飞蓬愈伤组织诱导的影响



全 文 :林丽飞,李绍梅,刘春国,等. 重金属铬、银对短葶飞蓬愈伤组织诱导的影响[J]. 江苏农业科学,2014,42(9):48 - 50.
重金属铬、银对短葶飞蓬愈伤组织诱导的影响
林丽飞1,李绍梅2,刘春国3,张灿邦1,夏瑞娥4,杨 丽1
(1.云南省农作物优质高效栽培与安全控制重点实验室 /红河学院,云南蒙自 661100;2. 云南省金平县农业局,云南金平 661500
3.云南省建水县临安镇农业综合服务中心,云南建水 654300;4.西南大学,重庆 400715)
摘要:以无菌短葶飞蓬试管苗为材料,以 MS为基本培养基,在诱导培养基中加入不同浓度的 AgNO3 和 K2Cr2O7,
研究 Ag +和 Cr6 +对短葶飞蓬愈伤组织诱导的影响。结果表明,培养基中分别加入 AgNO3 和 K2Cr2O7 均能降低污染
率;低浓度的AgNO3、K2Cr2O7 对短葶飞蓬愈伤组织的诱导影响较小,高浓度对愈伤组织诱导具有一定的抑制作用。
关键词:铬;银;短葶飞蓬;愈伤组织
中图分类号:Q943. 1 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2014)09 - 0048 - 02
收稿日期:2013 - 11 - 25
基金项目:国家自然科学基金(编号:60748002);云南省应用基础研
究项目(编号:2009ZC131M);第一批红河学院中青年学术带头人
后备人才项目(编号:2010PY0104);红河学院校级项目(编号:
XJ1Y0801)。
作者简介:林丽飞(1978—),女,云南建水人,硕士,副教授,从事植
物细胞工程的研究。E - mail:llf_biology2@ 126. com。
通信作者:张灿邦,硕士,教授,主要从事光学物理研究。E - mail:
cbzhanguoh@ gmail. com。
随着工农业的发展,三废(废水、废气、废渣)的排放量急
剧增加,致使一些重金属元素在环境中的含量大增,对生物造
成严重毒害作用。铬作为工业的“五毒”之一,是一种毒性较
大的致畸、致突变剂[1]。有关铬的研究,主要集中在铬对小
麦、大麦、水稻等作物的毒害[2 - 4]。AgNO3 在大麦、水稻、二粒
小麦、硬粒小麦、玉米等单子叶植物组织培养中均有促进愈伤
组织分化的作用[5 - 10]。短葶飞蓬[Erigeron breviscapus (Vani-
ot)Hand. - Mazz.],属菊科(Compositae)飞蓬属(Erigeron)植
物,产于湖南、广西、贵州、四川、云南、西藏等省区,常见于海
拔 1 200 ~ 3 500 m的中山和亚高山开阔山坡、草地、林缘[11],
是一种民间常用药用植物[12],具有重要的药用价值[13 - 16],全
草入药,已入《中华人民共和国药典》,目前对于短葶飞蓬研究
主要集中于病虫害防治研究方面[17 -22],虽然关于短葶飞蓬组
织培养方面的研究也有报道[23 -28],但是关于组织培养过程中
重金属对短葶飞蓬的影响鲜见报道,本试验利用短葶飞蓬的组
织培养来研究铬、银对植物生长发育的影响,探讨重金属在植
物体内的积累以及对植物的毒害作用,从而为减轻和治理土壤
铬、银污染提供依据,预防其对动植物以及人类的毒害作用。
1 材料与方法
基本培养基为 MS + 6 - BA 0. 5 mg /L + NAA 0. 1 mg /L,
在基本培养基中分别加入 10、20、40、50、60、80、100、150、200、
250 μmol /L AgNO3 和 10、20、40、50、60、80、100、150、
200 μmol /L K2Cr2O7
[28]。
上述培养基均添加 2. 5%蔗糖、0. 7%琼脂,pH值 5. 8,培
养温度 25 ℃,光照度 2 000 lx,光照时间 16 h /d。
选取相同条件下的短葶飞蓬试管苗叶片,切成 1 ~ 2 cm2,
分别接种于不同处理的培养基中,7 d后观察出愈率。
2 结果与分析
2. 1 不同浓度的 AgNO3 对短葶飞蓬愈伤组织诱导的影响
由表 1 可以看出,培养基中加入不同浓度 AgNO3 能够不
同程度抑制愈伤组织的形成,使愈伤组织形成相对较慢,但与
对照组相比,外植体明显加厚和卷曲,污染率低。AgNO3 浓
度从 10 μmol /L 增加至 250 μmol /L,都能够诱导出愈伤组
织,但浓度越大,愈伤组织形成越少,其中以培养基中添加
10、20、100 μmol /L AgNO3 时愈伤组织生长最好;当浓度增至
150 ~250 μmol /L时,外植体能够不同程度膨胀,也能形成愈
伤组织,但形成愈伤少而紧密。
2. 2 不同浓度的 K2Cr2O7 对短葶飞蓬愈伤组织诱导的影响
由表 2 可以看出,培养基中 K2Cr2O7 的加入使污染率降
低,但会不同程度抑制愈伤组织的形成,使愈伤组织形成时间
较对照相对较晚,但较培养基中加入 AgNO3 的早。K2Cr2O7
浓度从 10 μmol /L 升高到 200 μmol /L 时,就总体结果而言,
随着 K2Cr2O7 浓度的不断增大,愈伤组织形成受抑制越明显,
愈伤组织寿命缩短。K2Cr2O7 浓度达到 200 μmol /L 时,出现
死苗情况。
3 结论
3. 1 不同浓度 AgNO3 对短葶飞蓬愈伤组织诱导的影响
与对照相比,培养基中添加 AgNO3 能够抑制愈伤组织的
形成,使得形成愈伤组织的时间较对照晚,愈伤组织也没有对
照的疏松、透明。本试验中,培养基中 AgNO3 浓度增加至
250 μmol /L,仍能够长出少量愈伤。
3. 2 不同浓度的 K2Cr2O7 对短葶飞蓬愈伤组织诱导的影响
与对照相比,培养基中添加 K2Cr2O7 能够抑制愈伤组织
的形成,使得形成愈伤组织的时间较对照晚,愈伤组织也没有
对照的疏松、透明。随着 K2Cr2O7 浓度的不断增大,对短葶飞
蓬愈伤组织形成的抑制呈现规律性,即浓度越大,抑制越严
重。当 Cr6 +浓度增加至 200 μmol /L时,部分愈伤组织呈现出
不同程度的死亡和褐化现象,部分外植体不膨胀也不长出愈
伤组织,只有少部分叶片和茎段能够长出少量愈伤组织。
—84— 江苏农业科学 2014 年第 42 卷第 9 期
表 1 不同浓度 AgNO3 对短葶飞蓬愈伤组织诱导的影响
AgNO3
(μmol /L)
接种数
(个)
愈伤组织数
(个)
出愈率
(%)
污染数
(个)
污染率
(%) 膨胀度 愈伤组织生长状况
0(对照) 73 70 95. 9 0 0 +++ 形成的愈伤组织较松散,形成时间早,后期形成无菌苗
10 85 76 89. 4 27 31. 8 +++ 部分形成的愈伤组织紧密,且形成的愈伤组织不完全
20 27 23 85. 0 1 5. 0 +++ 部分褐化死亡,形成的愈伤组织疏松,形成完全
40 25 20 80. 0 1 2. 5 ++ 形成的愈伤组织不完全
50 85 29 34. 1 8 9. 4 +++ 愈伤组织形成不完全,外植体特别膨胀
60 28 23 82. 0 1 1. 7 + 形成的愈伤组织少,愈伤组织紧密
80 27 23 85. 0 0 0 + 部分不形成愈伤组织,愈伤组织少
100 80 60 75. 0 7 8. 8 ++ 叶片膨胀,形成的愈伤组织不完全,愈伤组织松散透明
150 90 58 64. 0 8 8. 9 ++ 愈伤组织形成紧密,愈伤组织少
200 79 38 48. 2 0 0 +++ 叶片膨胀,茎段形成的愈伤组织完全、愈伤组织疏松
250 39 18 46. 0 6 15. 0 ++ 愈伤组织形成紧密(包括茎段),形成的愈伤组织较少。
注:+++表示膨胀度好,++表示膨胀度一般,+表示几乎不膨胀。
表 2 不同浓度 K2Cr2O7 对短葶飞蓬愈伤组织诱导的影响
K2Cr2O7
(μmol /L)
接种数
(个)
愈伤组织
数(个)
出愈率
(%)
污染数
(个)
污染率
(%) 膨胀度 愈伤组织生长状况
0(对照)
10
20
40
50
60
80
100
150
200
93
32
54
30
42
31
74
77
41
83
66
32
48
25
35
25
57
57
17
26
80. 0
100. 0
88. 9
83. 0
83. 3
80. 7
77. 0
74. 0
41. 4
31. 3
5
9
0
8
0
14
0
4
5
0
5. 4
28. 0
0
27. 0
0
45. 0
0
5. 2
12. 0
0
+++
+++
+++
+
++
+
+++
++
+
++
形成愈伤组织较早,愈伤组织形成完全、松散、透明,后期长出大量的苗
形成愈伤组织完全,愈伤组织疏松、透明
愈伤组织形成完全、疏松、透明,部分出现叶片褐化
部分愈伤组织出现褐化,呈黑色水浸状,部分形成的愈伤组织较紧
愈伤组织不完全,且愈伤组织少
愈伤组织疏松,部分出现细菌污染,呈点状
愈伤组织完全,尤其是茎段最好,愈伤组织松散、透明
部分愈伤组织中夹带死苗,茎段愈伤组织形成完全,呈船状
愈伤组织紧密,形成愈伤组织少
愈伤组织少,不膨大,出现黄苗`现象
注:+++表示膨胀度好,++表示膨胀度一般,+表示几乎不膨胀。
参考文献:
[1]顾公望,张宏伟. 微量元素与恶性肿瘤[M]. 上海:上海科学技
术文献出版社,1993:199 - 205.
[2]蒋德富,杨晓华 . Cr6 +对冬小麦 6246 发芽及根尖细胞有丝分裂
影响的初步研究[J]. 环境科学,1981,2(5):14 - 18.
[3]张义贤. 三价铬和六价铬对大麦毒害效应的比较[J]. 中国环境
科学,1997,17(6):86 - 89.
[4]徐勤松,施国新,杜开和. 六价铬污染对水车前叶片生理生化及
细胞超微结构的影响[J]. 广西植物,2002,22(1):92 - 96.
[5]Vain P,Yean H,Plam E P. Enhancement of production and regenera-
tion of embryogenic type callus in Zea mays L. by AgNO3[J]. Plant
Cell,Tissue and Organ Culture,1989,18:143 - 151.
[6]Evans J M,Vatt Y P. Ethylene precursors and antagonists increase
embryogenesis of Hordeum vulgare L. anther culture[J]. Plant Cell
Reports,1994,13:676 - 678.
[7]Fernandez S,Michax - Ferriere N,Coumans M. The embryogenic re-
sponse of immature embryo cultures of durum wheat(Triticum durum
Desf.):histology and improvement by AgNO3[J]. Plant Growth
Regulation,1999,28:147 - 155.
[8]Chugh A,Khurana P. Regeneration via somatic embryogenesis from
leaf basal segments and genetic transformation of bread and emmer
wheat by particle bombardment[J]. Plant Cell,Tissue and Organ
Culture,2003,74:151 - 161.
[9]Adkins S W,Kunanuvat C R,Grays J,et al. Effect of ethylene and
culture environment on rice callus proliferation[J]. J Exp Bot,1993,
44(269):1829 - 1835.
[10]Songst A D,Duncan D R,Wikholm J M. Effect of 1 - aminocy
clopropane - 1 - car boxylic acid,silver nitrate and norbornadiene on
plant regeneration from maize callus cultures[J]. Plant Cell
Reports,1988,7:262 - 265.
[11]林 镕,陈艺林.中国植物志:第七十四卷[M]. 北京:科学出版
社,1985:308 - 309.
[12]《滇南本草》整理组. 滇南本草:第二卷[M]. 昆明:云南人民出
版社,1977:300 - 302.
[13]云南第一人民医院.治疗瘫痪的中草药———灯盏细辛[J]. 中草
药通讯,1972,3(2):47 - 48.
[14]张卫东,陈万生,孔德云,等. 灯盏细辛化学成分的研究[J]. 中
国药学杂志,2000,35(8):10 - 12.
[15]黎光南. 云南中药志:Ⅰ[M]. 昆明:云南科学技术出版社,
1990:275.
[16]张大伟. 杨生元.杨永月等. 灯盏细辛的化学成分研究[J]. 药
学学报,1981,169(1):68 - 69.
[17]林丽飞,刘春国,胡先奇,等. 云南省灯盏花黄萎病病原初步研
究[J]. 植物保护,2007,33(4):89 - 91.
[18]林丽飞,胡先奇,刘春国,等. 灯盏花根际土壤 3 种垫刃线虫的
鉴定[J]. 植物病理学报,2007,37(5):541 - 544.
—94—江苏农业科学 2014 年第 42 卷第 9 期
櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
[19]林丽飞,胡先奇,江 楠. 短葶飞蓬锈病的初步研究[J]. 华中
农业大学学报,2004,23(5):513 - 514.
[20]林丽飞,刘春国,许 春,等. 云南省灯盏花根际土壤广东垫刃
线虫的鉴定[J]. 西南大学学报:自然科学版,2008,30(6):88 -
90.
[21]林丽飞,刘春国,李卫芬,等. 云南省灯盏花根腐线虫病的病原
鉴定[J]. 西南农业大学学报:自然科学版,2006,28(5):851 -
853.
[22]林丽飞,刘春国,李卫芬,等. 云南省灯盏花根际土壤螺旋线虫
的鉴定[J]. 江苏农业科学,2007(1):62 - 63.
[23]许彩霞,孙成林,薛 伟.灯盏花组织培养离体快速繁殖[J]. 内
蒙古林业科技,2001,6(1):116.
[24]黄 平,王 荔,杨艳琼,等. 正交设计在灯盏花组织培养中的
应用[J]. 云南农业大学学报,2006,21(2):160 - 163.
[25]林 春,刘鸿高,苏友波,等. 灯盏花快速繁殖研究简报[J]. 云
南农业大学学报,2003,18(3):323 - 326.
[26]杨耀文,钱子刚,段 敏. 灯盏花组织培养初步研究[J]. 云南
中医学院学报,2002,52(2):12 - 13.
[27]林丽飞,陶发清,刘春国,等. 药用植物灯盏花组织培养体系的
建立[J]. 西南大学学报:自然科学版,2009,31(12):82 - 86.
[28]林丽飞,夏瑞娥,刘春国,等. 不同因素对短葶飞蓬愈伤组织的
影响[J]. 江苏农业科学,2013,41(2):52 - 54.
李 雪,马媛春,程宗明. 抗盐玫瑰组培快繁体系的建立[J]. 江苏农业科学,2014,42(9):50 - 53.
抗盐玫瑰组培快繁体系的建立
李 雪,马媛春,程宗明
(南京农业大学,江苏南京 210095)
摘要:以抗盐玫瑰当年生去叶的幼嫩单芽茎段为试验材料,建立体外无性快繁体系。结果表明,适宜玫瑰离体腋
芽发芽的最佳培养基配方为 MS + 0. 5 mg /L 6 - BA和 MS + 1. 5 mg /L 6 - BA;适宜丛生芽继代增殖的最佳培养基配方
为 MS + 1. 5 mg /L 6 - BA + 0. 3 mg /L IBA 和 3 /4MS + 0. 3 mg /L IBA;适宜组培苗生根的最佳培养基配方为 1 /2MS +
0. 3 mg /L NAA,其生根率可达 95%。生根苗木移栽成活率可达 87%以上。该体系可以用于抗盐玫瑰的快速大量
繁殖。
关键词:抗盐玫瑰;组培快繁体系;培养基;萌发;继代培养;生根诱导;移栽驯化
中图分类号:S685. 120. 4 + 3 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2014)09 - 0050 - 04
收稿日期:2014 - 04 - 05
基金项目:江苏省农业科技自主创新资金[编号:CX(14)2051]。
作者简介:李 雪(1987—),女,山东德州人,硕士研究生,主要从事
园艺植物生物技术研究。E - mail:smilexueok@ 163. com。
通信作者:程宗明,博士,教授,主要从事果实系统生物学研究。
E - mail:zmc@ njau. edu. cn。
玫瑰(Rosa rugosa L.)是蔷薇科蔷薇属植物,广泛分布在
东亚、欧洲和北美洲地区。它花型秀美,色彩艳丽,气味芳香,
形色俱佳。玫瑰花朵主要用于提炼香精玫瑰油,玫瑰油比等
重量黄金价值还高,主要应用于化妆品、食品、精细化工等。
玫瑰花瓣还可直接被腌制成食品,作调味剂使用,同时它的干
燥花蕾也是一种重要的传统中药材[1]。经测定,玫瑰的果实
中含有大量的维生素 A、维生素 B、维生素 C,还含有 10 多种
氨基酸、可溶性糖、生物碱和无机元素等[2 - 4]。常食玫瑰果可
以预防冠心病、肝病、急慢性传染病和阻止产生致癌物质等。
玫瑰果实还常常被用来制作成浓缩维生素制剂。此外,玫瑰
还具有较强的抗逆性[5]。玫瑰种子发芽慢,扦插繁殖困难,
采用组织培养的方法繁殖玫瑰,不但生产周期短,繁殖系数
高,而且成本低,经济效益很高。江苏省东部沿海滩涂盐碱浓
度高,极少园林和观赏植物能够在此生长。近几年来,笔者试
种的一些抗盐玫瑰单株具有较强耐盐能力,利用这些耐盐单
株建立玫瑰离体快繁体系,是实现良种快繁以及产业化发展
的客观需求。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
该供试材料为当年生实生苗,种子来自美国海滨,经过 3
个月沙藏保存后于翌年 3 月初播种,其盛花期见图 1。
1. 2 方法
1. 2. 1 外植体的消毒处理 3 月中旬从优良健壮植株剪取
当年生枝条中段带芽的幼嫩茎段,用毛刷蘸取洗衣粉水轻轻
刷洗后,剪成 5. 0 cm 左右茎条,再流水冲洗 2 h 左右。在超
净工作台上,先将茎段用 70%乙醇溶液消毒 30 s,用无菌水
冲洗 2 ~ 3 次,然后置于 0. 1%HgCl2 溶液中消毒 3 ~ 5 min,再
用无菌水冲洗 3 ~ 5 次。用无菌滤纸吸干材料表面的水分,最
后将幼嫩茎条剪切成 1. 0 cm左右的带芽茎段,接种[6]。
—05— 江苏农业科学 2014 年第 42 卷第 9 期